【題目】某物理興趣小組利用圖示裝置來探究影響電荷間的靜電力的因素.A是一個帶正電的物體,系在絕緣絲線上的帶正電的小球會在靜電力的作用下發(fā)生偏離,靜電力的大小可以通過絲線偏離豎直方向的角度顯示出來.他們分別進(jìn)行了以下操作.

步驟一:把系在絲線上的帶電小球先后掛在橫桿上的P1、P2、P3等位置,比較小球在不同位置所受帶電物體的靜電力的大。

步驟二:使小球處于同一位置,增大或減小小球所帶的電荷量,比較小球所受的靜電力的大。

(1)該實(shí)驗(yàn)采用的方法是_____.(填正確選項(xiàng)前的字母)

A.理想實(shí)驗(yàn)法 B.控制變量法 C.等效替代法

(2)實(shí)驗(yàn)表明,電荷之間的靜電力隨著電荷量的增大而增大,隨著距離的增大而_____.(填增大”、“減小不變”)

(3)若物體A的電荷量用Q表示,小球的電荷量用q表示、質(zhì)量用m表示,物體與小球間的距離用d表示,靜電力常量為k,重力加速度為g,可認(rèn)為物體A與小球在同一水平線上,則小球偏離豎直方向的角度的正切值為_____

【答案】B減小

【解析】

解答本題要了解庫侖力的推導(dǎo)過程,由于決定電荷之間作用力大小的因素很多,因此需要采用控制變量的方法進(jìn)行研究;現(xiàn)在都知道庫侖力的決定因素,但是該實(shí)驗(yàn)只是研究了庫侖力和距離之間的關(guān)系;根據(jù)共點(diǎn)力平衡,結(jié)合庫侖定律即可求出

解:(1)此實(shí)驗(yàn)中比較小球在不同位置所受帶電物體的靜電力的大小,再使小球處于同一位置,增大或減小小球所帶的電荷量,比較小球所受的靜電力的大小,所以是采用了控制變量的方法,故選B;

(2)在研究電荷之間作用力大小的決定因素時,采用控制變量的方法進(jìn)行,如本實(shí)驗(yàn),根據(jù)小球的擺角可以看出小球所受作用力逐漸減小,當(dāng)Q、q一定,d不同時,由圖可知,距離越大,作用力越小;

(3)小球受到重力、繩子的拉力以及庫侖力的作用,其中A與小球之間的庫侖力:, 所以小球偏離豎直方向的角度的正切值:

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相關(guān)習(xí)題

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【題目】如圖所示,質(zhì)量為m=0.2kg的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))從水平桌面右端點(diǎn)A以初速度v0水平拋出,桌面右側(cè)有一豎直放置的光滑軌道MNP,其為半徑R=0.8m的圓環(huán)剪去了左上角135°的圓弧,MN為其豎直直徑.P點(diǎn)到桌面的豎直距離為R.小球飛離桌面后恰由P點(diǎn)無碰撞地落入圓軌道, g10 m/s2.

(1)求小球在A點(diǎn)的初速度v0AP間的水平距離x;

(2)求小球到達(dá)圓軌道最低點(diǎn)N時對N點(diǎn)的壓力;

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【題目】奧運(yùn)會比賽項(xiàng)目撐桿跳高如圖所示,下列說法不正確的是( )

A. 加速助跑過程中,運(yùn)動員的動能增加

B. 起跳上升過程中,桿的彈性勢能一直增加

C. 起跳上升過程中,運(yùn)動員的重力勢能增加

D. 越過橫桿后下落過程中,運(yùn)動員的重力勢能減少動能增加

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【題目】關(guān)于合力與分力的關(guān)系,正確的是( )

A. 合力的大小隨兩個分力夾角的增大而增大

B. 合力的大小一定大于任意一個分力

C. 合力的大小可能大于分力,也可能小于分力,還可以等于分力

D. 合力大小一定等于兩個分力大小之和

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【題目】伽利略對自由落體運(yùn)動運(yùn)動和力的關(guān)系的研究,開創(chuàng)了科學(xué)實(shí)驗(yàn)和邏輯推理相結(jié)合的重要科學(xué)研究方法.圖1、圖2分別表示這兩項(xiàng)研究中實(shí)驗(yàn)和邏輯推理的過程,對這兩項(xiàng)研究,下列說法正確的是( 。

A. 1通過對自由落體運(yùn)動的研究,合理外推得出小球在斜面上做勻變速運(yùn)動

B. 1中先在傾角較小的斜面上進(jìn)行實(shí)驗(yàn),可沖淡重力,使時間測量更容易

C. 2中完全沒有摩擦阻力的斜面是實(shí)際存在的,實(shí)驗(yàn)可實(shí)際完成

D. 2的實(shí)驗(yàn)為理想實(shí)驗(yàn),通過邏輯推理得出物體的運(yùn)動需要力來維持

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【題目】在2008年北京殘奧會開幕式上,運(yùn)動員手拉繩索向上攀登,最終點(diǎn)燃了主火炬,體現(xiàn)了殘疾運(yùn)動員堅忍不拔的意志和自強(qiáng)不息的精神.為了探究上升過程中運(yùn)動員與繩索和吊椅間的作用,可將過程簡化.一根不可伸縮的輕繩跨過輕質(zhì)的定滑輪,一端掛一吊椅,另一端被坐在吊椅上的運(yùn)動員拉住,如圖所示.設(shè)運(yùn)動員的質(zhì)量為65kg,吊椅的質(zhì)量為15kg,不計定滑輪與繩子間的摩擦.重力加速度取g=10m/s2.當(dāng)運(yùn)動員與吊椅一起正以加速度a=1m/s2上升時,試求

1)運(yùn)動員豎直向下拉繩的力;

2)運(yùn)動員對吊椅的壓力.

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【題目】靜電計是測量電勢差的儀器.指針偏轉(zhuǎn)角度越大,金屬外殼和上方金屬小球間的電勢差越大,實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示.在本實(shí)驗(yàn)中,靜電計指針和A板等電勢,靜電計金屬殼和B板等電勢,因此指針偏轉(zhuǎn)角度越大表示A、B兩極板間的電勢差越大.現(xiàn)對電容器充電后斷開開關(guān).若按圖下方的說明來做實(shí)驗(yàn),則( )

A. 甲圖中兩極板間電勢差變大 B. 乙圖中兩極板間電勢差變大

C. 丙圖中兩板間電勢差變小 D. 丙圖中兩板間電勢差變大

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【題目】如圖所示的裝置,用兩根細(xì)繩拉住一個小球,兩細(xì)繩間的夾角為θ,細(xì)繩AC呈水平狀態(tài).現(xiàn)將整個裝置在紙面內(nèi)順時針緩慢轉(zhuǎn)動,共轉(zhuǎn)過90°.在轉(zhuǎn)動的過程中(保持夾角θ不變),CA繩中的拉力F1CB繩中的拉力F2的大小發(fā)生變化,( )

A. F1逐漸增大

B. F1先變小后變大

C. F2逐漸增大

D. F2最后減小到零

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【題目】某科研單位設(shè)計了一空間飛行器,飛行器從地面起飛時.發(fā)動機(jī)提供的動力方向與水平方向夾角,使飛行器恰好沿與水平方向成角的直線斜向右上方由靜止開始勻加速飛行,如圖所示.經(jīng)時間t后,將動力的方向沿逆時針旋轉(zhuǎn)同時適當(dāng)調(diào)節(jié)其大。癸w行器依然可以沿原方向勻減速飛行,飛行器所受空氣阻力不計,下列說法中正確的是

A. 加速時動力的大小等于

B. 加速與減速時的加速度大小之比為2:1

C. 減速飛行時間t后速度減為零

D. 加速過程發(fā)生的位移與減速到零的過程發(fā)生的位移大小之比為2:1

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